Question

（1）某同学用如图1所示的实验装置探究合外力做功与小车动能变化的关系．a为小车，b 为打点计时器，c为弹簧秤，d为平放在水平桌面上的长木板，e为小钩码．该同学实验后利用纸带进行位移的测量及速度的计算．
①实验中该同学还需要做的是

A

A．测出小车的质量及记录弹簧秤的读数
B．测出小钩码的质量及记录弹簧秤的读数
C．测出小钩码的质量、小车的质量及记录弹簧秤的读数
②若该同学通过正确计算后发现小车所受合外力做的功明显大
于小车动能的变化量，你认为主要原因是受

摩擦阻力

影响，实验操作中改进的措施是

平衡摩擦力

．
（2）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所使用的电流表内阻约为几欧姆，电压表的内阻约为十几千欧．根据实验所测8组数据，在图2甲所示I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线．
①请根据你的判断在虚线框中画出实验电路图，并根据电路图在图2乙中连线将实物图补充完整．
②根据图甲可确定小灯泡功率P与U²和I²的关系图象，其中正确的是

D

③若将被测小灯泡与一定值电阻R和电源组成如图丙所示的电路，已知电源电动势为6.0V，内阻1.0Ω．
现测得电路中的电流为0.40A，则定值电阻R所消耗的电功率约为

0.64

W．

Answer 1

分析：（1）①弹簧和细绳相连，弹簧的示数大小等于绳子的拉力大小；实验过程需要测出小车质量与测力计示数．
②由于平板处于水平状态，小车运动过程中，受到小车与平板、纸带与限位孔间的摩擦阻碍作用，可以利用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故最简洁的方法是调节木板倾角，使小车恰能匀速下滑．
（2））①分析题目要求及原理，可得出实验电路图；由实物图的连接方法可得出实物图；
②由功率公式可得出功率与电流及电压的关系，结合数学知识进行分析，即可得出正确结论；
②由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，故不能直接利用欧姆定律；而是由图象得出灯泡的电压，再由闭合电路欧姆定律及串联电路的规律可得出电阻两端的电压，由P=UI求出电功率．

解答：解：（1）①由装置图可知，弹簧和细绳相连，弹簧的示数大小等于绳子的拉力大小，因此为了得到小车受到的拉力，只要读取弹簧秤的示数即可，实验需要测量的量是：测出小车的质量及记录弹簧秤的读数，故选A．
②由于板处于水平状态，小车运动过程中，受到小车与平板、纸带与限位孔间的摩擦阻碍作用，因此小车所受合外力做的功明显大于小车动能的变化量，改进方法是平衡摩擦力，把长木板不带定滑轮的一端垫高，使小车恰能匀速下滑．
（2）①由题意可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，同时由于灯泡内阻较小，故电流表使用外接法，故电路图如下图所示；
根据电路图连接实物图如下图；
②由于灯泡的电阻随温度的增加，由功率公式可得：P=I²R=

U2

R

；故在P-I²图象中，图象的斜率表示电阻，故斜率变大，故D正确；而在P-U²图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，故图象中斜率应越来越小，故AB均错误；故选D；               
③由灯泡的伏安特性曲线可知，灯泡的电流为0.4A，则电压为4V；电源的内电压U_内=Ir=0.4×1=0.4V；故定值电阻两端的电压为6-4-0.4=1.6V；
故定值电阻的功率P=UI=1.6×0.4=0.64W    
故答案为：（1）①A；②摩擦阻力；平衡摩擦力；（2）①电路图如图所示；②D；③0.64．

点评：（1）解答实验的关键是明确实验原理，该题的巧妙之处在通过滑轮测量绳子上的拉力大小，是考查学生创新能力的好题．
（2）电学实验中要明确分压接法的应用条件；并注意在实验中应用所学过的物理规律．注意学会从数学函数的角度分析物理图象问题，并区分曲线上某点与原点连线的斜率和曲线的切线的斜率含义的不同．